Sebuah kotak kayu seberat 14 kg bergerak di atas sebuah permukaan tidak licin dengan kecepatan awal 0.60 m/s. Walaupun kotak kayu tersebut didorong dengan gaya konstan 40 N sejajar permukaan lantai, kotak tersebut tetap mengalami perlambatan sehingga kecepatannya menjadi 0.20 m/s setelah bergerak sejauh 0.50 m. a) Berapakah besar usaha oleh gaya tersebut? b) Berapakan besarnya pertambahan energi termal pada sistem balok-lantai?

<p>a) <strong>Besar Usaha oleh Gaya (Work)</strong></p><p>Usaha yang dilakukan oleh gaya konstan dapat dihitung dengan rumus:</p><p>Usaha = Gaya x Jarak</p><p>Karena gaya yang diberikan sejajar dengan arah pergerakan kotak, sudutnya adalah 0 derajat dan kosinus 0 derajat sama dengan 1. Maka rumusnya menjadi:</p><p>Usaha = Gaya x Jarak</p><p>Diketahui:</p><ul><li>Gaya = 40 N</li><li>Jarak = 0,50 meter</li></ul><p>Sehingga:</p><p>Usaha = 40 N x 0,50 meter = 20 Joule</p><p>Jadi, <strong>usaha yang dilakukan oleh gaya</strong> adalah <strong>20 Joule</strong>.</p><p>b) <strong>Besarnya Pertambahan Energi Termal pada Sistem Balok-Lantai</strong></p><p>Perubahan energi kinetik kotak dihitung dengan hukum kekekalan energi mekanik. Usaha yang dilakukan oleh gaya akan mengubah energi kinetik kotak dan menambah energi termal pada sistem karena adanya gesekan antara kotak dan lantai.</p><p>Perubahan energi kinetik (Delta Ek) dihitung sebagai selisih energi kinetik akhir dan energi kinetik awal:</p><p>Delta Ek = (1/2 x Massa x Kecepatan akhir kuadrat) - (1/2 x Massa x Kecepatan awal kuadrat)</p><p>Diketahui:</p><ul><li>Massa kotak = 14 kg</li><li>Kecepatan awal = 0,60 meter per detik</li><li>Kecepatan akhir = 0,20 meter per detik</li></ul><p>Maka:</p><p>Delta Ek = (1/2 x 14 kg x (0,20^2 - 0,60^2)) meter per detik kuadrat</p><p>Delta Ek = (1/2 x 14 x (0,04 - 0,36))</p><p>Delta Ek = 7 x (-0,32)</p><p>Delta Ek = -2,24 Joule</p><p>Jadi, perubahan energi kinetik adalah <strong>-2,24 Joule</strong> (artinya ada kehilangan energi kinetik, yang diubah menjadi energi termal akibat gesekan).</p><p>Usaha yang dilakukan oleh gaya adalah 20 Joule, dan sebagian usaha tersebut digunakan untuk mengatasi gesekan dan memperlambat kotak. Energi yang hilang dalam bentuk energi termal adalah:</p><p>Delta E termal = Usaha - Delta Ek</p><p>Delta E termal = 20 Joule - (-2,24 Joule)</p><p>Delta E termal = 20 Joule + 2,24 Joule</p><p>Delta E termal = 22,24 Joule</p><p>Jadi, <strong>pertambahan energi termal pada sistem balok-lantai</strong> adalah <strong>22,24 Joule</strong>.</p>